静电放电模型

静电放电模型



一般工业界将组件的ESD测试分类为人体放电模型(Human Body Model,HBM)，机器放电模型(Machine Model,MM)及组件充电模型(Charged Device Model,CDM)，而组件充电模型又可分为socketed和non-socketed两种测试方法。



HBM
人体放电模型是仿真人体因走动或其它因素而在人体上累积静电后，再去碰触到IC，人体上的静电便会经由碰触的脚位而进入IC内，若IC有一端接地而形成放电路径时，便会经由接地脚位放电。此放电的过程会在短短数百毫微秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流，进而将IC内的电路烧毁。对一般组件可耐受的HBM 2 kV来说，在2~10 ns的时间内，瞬间电流峰值可达1.33 A。



MM
机器放电模型则是70年代由日本人根据HBM的zui严重状况所发展出来。机器放电模式是仿真设备机器(例如机械手臂、测试夹具、手工具等)本身累积了静电，当此机器碰触IC时，静电便对该IC放电。虽然MM与HBM的放电行为模式相类似，但当MM发生时皆为金属对金属的接触，因此接触电阻微乎其微，而且一般机器设备的电容皆远大于人体，因此可以储存更多的静电荷，所以不但造成放电的速度很快，放电电流也较HBM大了数倍，在几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生，因此机器放电模型对IC造成的破坏更大。而且由于电感效应的影响，MM放电时将以正负电流振荡的型式影响产品，因此造成的破坏将更加严重。



CDM
组件充电模型是指IC先因磨擦或感应等因素而在IC内部累积了静电，但在静电慢慢累积的过程中IC并未被损伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其任一接脚碰触到接地导体时，IC内部的静电便会经由接脚流出而造成放电现象。此种模型的放电时间更短，仅约几个毫微秒。且因为IC内部累积的静电会因对地的等效电容值而变，而等效电容值又和IC摆放的角度与位置以及IC所用的包装型式有关，所以放电现象更难真实模拟。关于此放电模型的工业用测试机台有分为转接座式(socketed)与非转接座式(non-socketed)两种。目前socketed CDM测试方法尚无正式之国际标准规范文件，而non-socketedCDM主要的国际工业标准规范有ESDSTM5.3.1-1999及EIA/JESD22-C101-A:2000两种[3], [4]